[發(fā)明專利]一種無位置傳感器驅(qū)動的一體化離心式風(fēng)機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110273549.4
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102312847A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟凡民;王鑫;徐殿國;楊明;貴獻(xiàn)國;曹何金生;王公旺;宋代奎;武文龍
• 申請（專利權(quán)）人: 威海克萊特機(jī)電有限公司
• 主分類號: F04D25/08
• 分類號: F04D25/08;F04D27/00;H02K1/22;H02K3/28;H02K5/18;H02K5/16;H02P6/18
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所 37202
• 代理人: 于濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種集電機(jī)、驅(qū)動器、葉輪與一體的高效節(jié)能的一體化離心式風(fēng)機(jī)。?

背景技術(shù)

無刷直流電動機(jī)（Brushless?DC?Motor，以下簡稱BLDC）憑借其高可靠性、高效率、調(diào)速方便、壽命長等特點在國際上己得到較為充分的發(fā)展，在一些較為發(fā)達(dá)的國家里，無刷直流電動機(jī)將在未來幾年內(nèi)成為主導(dǎo)電動機(jī)，并逐步取代其他類型的電動機(jī)。?

目前在風(fēng)機(jī)動力方面，大多使用交流異步電機(jī)，但是異步電動機(jī)具有起動電流大，噪聲大，工作效率低，調(diào)速性能差等一系列問題，因此隨著對質(zhì)量、性能提出了更高的要求，隨著能源的日益匾乏特別是燃油方面，對高效節(jié)能也有更高的要求，國家十一五計劃也明確提出過限制耗能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因此采用無刷直流電機(jī)來代替性能差、效率低的異步電動機(jī)成為大勢所趨。?

BLDC驅(qū)動控制方式分為有位置傳感器式和無位置傳感器式兩種。有位置傳感器的控制方式中，位置傳感器的存在會給流無刷電機(jī)的應(yīng)用帶來很多的缺陷與不便：首先，位置傳感器會增加電機(jī)的體積和成本；其次，連線眾多的位置傳感器會降低電機(jī)運(yùn)行的可靠性，即便是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的霍爾傳感器，也存在一定程度的磁不敏感區(qū)；再次，在某些惡劣工作環(huán)境中，如在密封的空調(diào)壓縮機(jī)中，由于制冷劑的強(qiáng)腐蝕性，常規(guī)的位置傳感器根本就無法使用。此外，傳感器的安裝精度還會影響電機(jī)的運(yùn)行性能，增加生產(chǎn)的工藝難度，特別是當(dāng)電機(jī)尺寸小到一定程度時，使用位置傳感器的弊病日漸明顯。無位置傳感器則省去了位置檢測裝置，降低成本，縮小驅(qū)動器的體積，容易實現(xiàn)與驅(qū)動器與電機(jī)的一體化。考慮到風(fēng)機(jī)的工作環(huán)境、風(fēng)機(jī)的體積和生產(chǎn)成本問題，無位置傳感器控制方式是更好的選擇。?

在無位置傳感器方波控制中，最常用的是采用兩兩導(dǎo)通方式控制。但是這種控制方式存在電流過大造成續(xù)流過長，進(jìn)而造成換向失敗的問題，這也是影響無位置傳感器控制方式在大功率領(lǐng)域應(yīng)用的主要技術(shù)難點。然而這些技術(shù)難點在本發(fā)明中被攻破。本發(fā)明中通過檢測電流、轉(zhuǎn)速、占空比、母線電壓和電機(jī)參數(shù)確定出電流續(xù)流影響的偏移角度，進(jìn)行補(bǔ)償，使換相時刻接近最佳換相時刻，確保換向的正確進(jìn)行。這大大拓展了無刷直流電機(jī)無位置傳感器的應(yīng)用范圍。?

傳統(tǒng)的無位置傳感器無刷直流電機(jī)的起動方式為“三段式起動”，屬于開環(huán)起動方式。它對起動環(huán)境要求比較嚴(yán)格，而且會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，對起動時負(fù)載變化適應(yīng)能力不強(qiáng)，會出現(xiàn)起動失敗的問題，而且起動電流比較大。為此，本發(fā)明中提出了一種新的起動方式，通過檢測定子電感的大小測得轉(zhuǎn)子和定子的相對位置，實現(xiàn)閉環(huán)起動，起動性能比起“三段式起動”好。?

傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)采用電機(jī)和變頻器（驅(qū)動器）分離的方式，占用體積大，而且要頻繁的連線，不利于維修。本發(fā)明中使驅(qū)動器嵌入到電機(jī)中，實現(xiàn)驅(qū)動器、電機(jī)和風(fēng)機(jī)的集成，體積大大減小，省去了連接電機(jī)和驅(qū)動器的線路，維修方便，易于操作和移動。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、高效率、第噪音、集成度高、低成本、且集電機(jī)、驅(qū)動器、葉輪與一體的無位置傳感器驅(qū)動的一體化離心式風(fēng)機(jī)。?

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：?

一種無位置傳感器驅(qū)動的一體化離心式風(fēng)機(jī)，設(shè)有電機(jī)、葉輪和進(jìn)風(fēng)口，電機(jī)是由定子、轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸和端蓋組成，葉輪一端與進(jìn)風(fēng)口相連接，其特征在于葉輪另一端與電機(jī)的外轉(zhuǎn)子相連接，電機(jī)內(nèi)設(shè)有驅(qū)動器，驅(qū)動器與端蓋固定連接，端蓋和電機(jī)的定子相連接，使之形成一個整體，以增加模塊的散熱能力，驅(qū)動器是由功率板和控制板組成，功率板上設(shè)有主回路、進(jìn)線缺相檢測電路、母線電流檢測電路、欠壓和過壓檢測電路、反電勢檢測電路和開關(guān)電源電路，控制板上設(shè)有DSP控制系統(tǒng)電路和通訊模塊電路，

其中：

主回路中設(shè)有進(jìn)線EMI濾波器、壓敏電阻保護(hù)、使用了X電容、Y電容和三相共模濾波器抑制差模和共模干擾，整流橋和逆變橋都集成在一個功率模塊內(nèi)，直流母線上具有LC結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)功率因素校正（PFC），

進(jìn)線缺相檢測電路是將送往功率模塊的三相電經(jīng)過檢測電路處理后送往DSP芯片讀取，讀取缺相檢測電路的輸出數(shù)字信號LHP1和LHP2的占空比判斷是否缺相，具有進(jìn)線缺項報警，過載、過熱報警，過流和過壓報警，功率因數(shù)校正功能，

母線電流檢測電路是通過母線上串聯(lián)電流檢測電阻，通過線性光耦隔離放大電阻兩端的電壓信號，再經(jīng)過一個調(diào)理電路把信號處理成控制芯片能夠接收的范圍，從而對電機(jī)電流進(jìn)行反饋和監(jiān)視，